nghiên cứu thiết kế nguồn ổn áp dải rộng cho máy thu hình

Do vập nguồn ổn áp dải rộng ngày nay đang đợc ứng dụng hầu hết cho các thiết bị điện tử nói chung và cho TV nói riêng,bởi nó cung cấp đợc nhiều mức điện áp khác nhau đáp ứng yêu cầu sử d

Chơng I 2

Nghiên cứu bộ nguồn chỉnh lu ổn áp 2

1-1 Bộ nguồn chỉnh lu ổn áp tuyến tính 2

1-2 Bộ nguồn ổn áp kiểu xung ngắt mở 12

1-3 Mạch nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở có cách ly 18

giữa nguồn và tải Chơng II Phân tích sơ đồ nguyên lý nguồn ổn áp dải rộng trong máy thu hình 21

2-1 Mạch chống nhiễu và khử từ 21

2-2 Mạch thích ứng điện áp vào 22

2-3 Mạch dao động 24

2-4 Mạch điều chế dao động 25

2-5 Mạch bảo vệ 25

2-6 Mạch điều từ xa 26

Chơng III Khảo sát phân tích các mạng nguồn trong máy thu hình màu thông dụng 27

3-1 Máy Nationnal TC – 185 * ( 2187 ) 27

3-2 Nguồn máy SONY KV- 1485 34

3-3 Nguồn máy JVC – 140 ME 36

3-4 Nguồn máy SAM SUNG P 54 SB 44

Chơng IV Thiết kế bộ nguồn ổn áp dải rộng

cho máy thu hình màu thông thờng 51

4-1 Sơ đồ thiết kế 4-2 Mạch chống nhiễu và khử từ 51

4-3 Bộ nắn lọc và phơng thức điều khiển nắn lọc 53

4-4 Chọn Tranzitor T4 và biến áp xung 60

4-5 Tính bộ tạo điện áp chuẩn 65

4-6 Tính bộ khuếch đại so sánh T6 và mạch điều khiển T3 67

4-7 Tính mạch bảo vệ 72

Tài liệu tham khảo 73

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây, ngành kỹ thuật truyền hình trên phạm vi toàn thế giới đã đạt đợc nhiều thành tựu quan trọng và phát triển mạnh mẽ

Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao, hệ thống truyền hình ngày càng đổimới cả về số lợng và chất lợng Nguồn điện một chiều không thể thiếu đối vớithiết bị điện tử, độ tin cậy của thiết bị điện tử phụ thuộc rất nhiều vào độ ổn

định của nguồn điện cung cấp Do vập nguồn ổn áp dải rộng ngày nay đang

đợc ứng dụng hầu hết cho các thiết bị điện tử nói chung và cho TV nói riêng,bởi nó cung cấp đợc nhiều mức điện áp khác nhau đáp ứng yêu cầu sử dụngcủa các khối chức năng trong các thiết bị điện tử với độ ổn định về điện áp vàdòng điện

Nguồn ổn áp dải rộng đạt hiệu suất cao, gọn nhẹ, tính năng tốt, độ tincậy cao

Nghiên cứu thiết kế nguồn ổn áp dải rộng là đề tài trong báo cáo tốtnghiệp này

Để hoàn thành báo cáo tốt nghiệp này em đợc sự quan tâm giúp đỡ tậntình của thầy giáo Phạm Minh Việt, các thầy, cô của trờng Đại học bách khoa

Hà Nộivà các bạn đồng nghiệp

Em kính mong đợc các thầy, cô và các bạn đồng nghiệp tận tình giúp

đỡ em để em đợc hoàn thiện hơn trong việc thiết kế sau này

SV thực hiện: Lê Hữu LơngLớp ĐTVT K37

tạo ra dải điện áp vào rất rộng từ 90 - 260 V Năng lực sửa sai trong thờigian ngắn tính bằng às nên đa ra điện áp rất ổn định và chính xác

Do nguồn xung thiết kế với biến áp xung nên độ cách ly điện rất cao antoàn cho ngời sử dụng và dể tạo ra điện áp cấp cho các khối chức năng khácnhau theo nhu cầu hiệu suất cao và ổn định Do vậy khối nguồn cũng quyết

định đến sự ổn định và chất lợng của toàn máy

1.1 Bộ nguồn chỉnh lu điện áp tuyến tính.

A Sơ đồ khối.

Hình 1.1

Các thiết bị điện tử phải dùng nguồn 1 chiều để đảm bảo chế độ làmviệc ổn định cao mà lới điện quốc gia là điện xoay chiều bởi vậy ngời ta phảibiến đổi từ nguồn xoay chiều thành nguồn 1 chiều Tuỳ theo những yêu cầu

cụ thể của các thiết bị mà ngời ta thiết kế ra các bộ nguồn khác nhau

Vn

nU

U

=

Biến áp

Thiết bị phụ

Chỉnh

l u Khối lọc ổn áp

một chiều

Sao cho đầu ra của biến áp có mức điện áp theo yêu cầu với các thiết bị

điện tử có công suất không lón lắm, thờng ngời ta dùng biến áp thờng (biến

áp có cuộn sơ cấp và thứ cấp) và nó còn nhiệm vụ ngăn nguồn xoay chiều vớithiết bị chỉnh lu

II Khối chỉnh lu:

Có nhiệm vụ chỉnh lu điện áp xoay chiều theo yêu cầu của cuộn thứ cấpbiến áp thành điện áp 1 chiều Linh kiện thờng dùng là điode chỉnh lu Có đặc

điểm là chỉ cho dòng điện chảy theo 1 chiều, ngăn dòng điện chảy theo chiềungợc lại Điện trở trong của điode phụ thuộc chủ yếu vào chiều và trị số điện

áp đặt lên nó Khi thay đổi cực tính của điện áp đặt lên điode thì điện trở của

Điều kiện của chỉnh lu:

+ Điện trở của phân tử chỉnh lu phải nhỏ

+ Công suất tổn hao trên điode phải nhỏ

+ Điode phải chịu đợc điện áp lớn

Hoàng Ngọc Kim - Lớp Điện tử Viễn thông K37 4

I

0

U

điện áp ngợc.

+ Hiệu suất chung của điode phải lớn

+ Các tham số của điode ít chịu ảnh hởng của nhiệt độ, độ ẩm áp suấtcủa môi trờng xung quanh

Trong mạch điện ngời ta thờng dùng 3 phơng pháp sau:

H×nh 1.5

UDC.out = UC1 + UC2

NÕu C1 = C2 th× UC1 + UC2 ⇒ UDC.out = 2 UAC.in

- ChØnh lu hai nöa chu kú :( dïng 2 diode )

Hình1 9 Đồ thị nắn điện cả 2 bán kỳ dùng cầu diode

III Khối lọc:

Điện áp một chiều sau chỉnh lu vẫn còn có thành phần xoay chiều lọtsang, thành phần xoay chiều này sẽ làm cho điện áp một chiều sau khi chỉnh

lu không bằng phẳng (có gợn sóng) gây ảnh hởng trực tiếp đến chế độ làmviệc của thiết bị điện tử, gây ra nhiễu làm méo dạng tín hiệu ra Làm tiêu haonăng lợng, giảm hiệu suất của bộ nguồn cũng nh toàn bộ thiết bị

* Yêu cầu đối với bộ lọc:

+ Bộ lọc phải không làm ảnh hởng đến chế độ làm việc của nguồn cungcấp và linh kiện trong mạch

+ Tổn hao trong bộ lọc phải nhỏ nhất tức là bộ lọc phải có hiệu suấtcao

+ Không có quá trình quá độ và trong quá trình quá độ không có hiện ợng quá áp, dòng vợt quá mức cho phép

t-* Nguyên tắc lọc:

ứng dụng tính chất của cuộn cảm và tụ điện C đối với tần số

- Cuộn cảm có XL = i.ω L

+ Đối với điện 1 chiều : ω = 0 ⇒ XL = 0

+ Đối với điện xoay chiều : ω ≠ 0 ⇒ XL ≠ 0

Tức là cuộn cảm cho dòng một chiều đi qua dễ dàngvà chặn dòng xoaychiều Những thành phần xoay chiều có tần số càng cao thì cuộn cảm càng cótác dụng chặn càng lớn Chính vì thế tính chất đó mà cuộn cảm đợc mắc nốitiếp với tải có tác dụng làm suy giảm thành phần xoay chiều ⇒ giảm đợc gợnsống của dòng nắn

- Tụ điện có cảm kháng:

XC =

C j

1ω+ Đối với điện 1 chiều ω0 = 0 ⇒ XC có giá trị vô cùng lớn tụ không chodòng 1 chiều qua

+ Đối với điện xoay chiều ωC ≠ 0 ≠ XC có giá trị tới hạn ⇒ tụ điện chocác thành phần xoay chiều đi qua dễ dàng Tần số càng cao thì XC càng nhỏ

⇒ dòng xoay chiều càng dễ đi qua Vì tính chất trên mà tụ C thờng đợc mắcsong song với tải để thoát thành phần xoay chiều

IV Khối ổn áp một chiều:

Sau bộ nắn và lọc trị số trung bình của điện áp ra biến động theo sựbiến động của điện áp vào, hơn nữa còn sự gợn sóng đáng kể vì tụ lọc khôngthể chọn vô cùng lớn để làm phẳng điện áp này Để hạn chế các yếu tố trên tacần dùng bộ ổn áp một chiều

Trong các mạch điện tử dùng bàn dẫn và IC điện áp 1 chiều cung cấp

đòi hỏi phải ổn định nếu không mạch sẽ không làm việc hoặc làm việc kémchất lợng

Mạch ổn áp kiểu tham số dùng diode Zener: Ưu điểm: là mạch đơngiản có tác dụng ổn định do điode Zener quyết định, do đó mạch ổn áp nàychỉ có tác dụng cục bộ khi cần mở Vậy phạm vi ổn áp ta có thể dùng mạchphân áp để phân chia điện áp hoặc có thể dùng 2 điode Zener mắc nối tiếp đểtăng phạm vi ổn áp

Zener thờng nằm trong mạch điện áp đầu ra bằng điện áp danh địnhtrên Zener

Hình1 10 Mạch ổn áp dùng điode Zener và đặc tuyến Vôn -

U01 : điện áp 1 chiều ở đầu ra của bộ chỉnh lu

U02 : điện áp 1 chiều đã đợc ổn định cung cấp cho Rt

Trong quá trình làm việc điện áp ở đầu ra U02 đợc đa một phần về qua

bộ biến áp lấy mẫu VM để so sánh với điện áp chuẩn VC Bộ khếch đại so sánh

có nhiệm vụ so sánh giữa điện áp lấy mẫu VM và điện áp chuẩn VC Sự sailệch giữa VM vàVC đợc bộ khuếch đại so sánh khuếch đại để điều khiển phần

tử điều chỉnh R, nhằm thay đổi sụt áp ∆U để đảm bảo cho điện áp ra U02 đợc

ổn định

Ta xét một sơ đồ ổn áp tuyến tính sau:

điều chỉnh Phần tử

C V

V

01

Rt +

Hình 1.13 Mạch điện nguyên lý

T1 là phần tử điều chỉnh

Tranzitor T2 là phần tử khuếch đại so sánh

Điện trở R2 là mạch cung cấp điện áp ngợc cho điode Zener DZ để tạo

điện áp chuẩn VC đặt ở cực Emitơ của T2 Bộ phân áp gồm điện trở R3, R4, R5

để lấy điện áp mẫu Mm trên R4 đa vào cực bazơ của T2

Giả sử điện áp nguồn xoay chiều (U∼) tăng lên dẫn tới điện áp 1 chiềuU01 tăng lên thì điện áp ở đầu ra bộ ổn định U02 có khuynh hớng tăng, nhngkhi U02 tăng dẫn tới điện áp mẫu VM tăng do đó UB02 tăng Điện áp UB02 tăngtrong khu UE đợc giữ không đổi làm cho dòng côlectơ (IC2) của T2 tăng nên

điện áp cực bazơ của T1 giảm

UB1 = U01 - IC2 R1

Điện áp UB1 giảm làm cho điện trở trong (REC1) của T1 tăng khoá bớtdòng IC1 sụt áp trên T1 tăng lên

∆U = REC1 IU02 = U01 - ∆U

Kết quả: Khi U01 tăng, qua quá trình hoạt động của bộ ổn áp làm cho sụt áp

∆U trên phần tử điều khiển tăng theo Do đó điện áp đầu ra U02 đợc ổn định

V Thiết bị phụ:

Để đảm bảo an toàn và nâng cao tuổi thọ của bộ nguồn, ngoài nhữngkhối chính ngời ta còn thiết kế thêm thiết bị phụ nh hệ thống làm mát, mạchbảo vệ quá áp, quá dòng, chập tải Mạch nguồn càng lớn, càng yêu cầu chất l-ợng thì càng yêu cầu thiết bị phụ phức tạp hơn

* Các chỉ tiêu chung của bộ nguồn:

+ Điện áp ra ổn định, ít phụ thuộc vào điện áp vào và dòng tải

+ Điện áp trung bình bằng phẳng, có độ gợn sóng nhỏ

+ Mạch bảo vệ tốt

Hoàng Ngọc Kim - Lớp Điện tử Viễn thông K37 10

+ Làm việc tin cậy, ít bị ảnh hởng của môi trờng xung quanh

* Nhợc điểm của bộ nguồn ổn áp kiểu bù:

- Hiệu suất thấp, tổn hao điện năng do tranzitơ ổn áp gây ra

- Khi đầu vào điện áp tụt thấp thì mắt lọc có tác dụng kém Do lúc đó

đèn công suất phải mở lớn

- Không có khả năng cách ly giữa nguồn và tải

Nếu Q1 bị thơng thì toàn bộ điện áp cao ở đầu vào đợc đa ngay ra tải.Nếu Q1 bị hỏng thì toàn bộ điện áp cao ở đầu vào đợc đa ngay ra tải làm hỏngcác phần và linh kiện khác

Chính vì vậy những nhợc điểm của bộ ổn áp kiểu bì tuyến tính mà thiết

bị điện tử yêu cầu đầu vào phải đảm bảo công suất và độ ổn định cao mặc dù

điện nguồn cung cấp có nhiều biến đổi Cho nên ta đi sâu vào nghiên cứu bộnguồn kiểu xung ngắt mở và đây là bộ nguồn có nhiều u điểm

1-2 bộ ổn áp kiểu xung ngắt mở

I Nguyên lý cơ bản:

+V

K

RU

+-

Hình 1.14 Mạch điện nguyên lý và biểu đồ điện áp U V và U R :

UR0 : giá trị điện áp trung bình của điện áp ra

UV0 : giá trị của điện áp vào

Mạch điện nh hình a : Điện áp 1 chiều cung cấp cho mạch là UV, khoá

K ngắt mở theo chu kỳ T, do đó điện áp ra trên điện trở RT có dạng xungvuông Giá trị trung bình của điện áp ra bằng :

Ura =

Q

UT

T: là độ rỗng xung

Từ biểu thức giá trị trung bình của điện áp ra Ura ta nhận thấy : khi điện

áp vào UV thay đổi, muốn có điện áp ra ổn định (không đổi) ta có những biệnpháp sau:

- Giữ nguyên chu kỳ T, thay đổi thời gian tx Giả sử khi UV tăng để Ura

ổn định phải giảm thời gian mở tx (hình 1.4b)

- Giữ nguyên thời gian tx, thay đổi chu kỳ T Giả sử khi UV tăng để Ura

động nghẹt tạo xung vuông để điều khiển

Hoàng Ngọc Kim - Lớp Điện tử Viễn thông K37 12

v

+ T

0

U V

t

U R

Hình 1.15 Khoá ngắt mở dùng tranzitơ và dạng xung :

Ta dùng bộ dao động đa hài hay dao động nghẹt để tạo xung vùng điềukhiển Tần số dao động của bộ dao động phải thật ổn định, thờng là bằng tần

số dao động dòng fH = 15625 HZ Để đảm bảo yêu cầu này ta lấy xung quétdòng ngợc từ biến áp dòng đa về đồng bộ tần số của bộ dao động nghẹt

Để thay đổi thời gian mở tx của bộ dao động trong phạm vi rộng ta lấy

điện áp ở đầu ra về so sánh với điện áp chuẩn của bộ khuếch đại so sánh, đa

ra điện áp sửa sai U0 biến đổi trong phạm vi rộng

Ta có thể thay bán dẫn khoá K bằng IC ổn áp

II Sơ đồ khối của nguồn ổn áp theo phơng pháp xung:

Hình 1.16 Bộ nguồn ổn áp xung dùng dao động đa hài :

Bộ chỉnh lu có nhiệm vụ nắn điện áp xoay chiều (U∼) thành điện áp 1chiều U01, điện áp U01 cha đợc ổn định đa tới khoá ngắt mở Khoá ngắt mở đợc

điều khiển bởi xung điều khiển tạo nên từ bộ dao động đa hài và đợc khuếch đại

để có biên độ xung đủ lớn, ở đầu ra của khoá ta có điện áp dạng xung vuông, do

Chỉnh l u

Khuyếch đại

Bộ lọcngắt mở

Khoá

so sánhKhuyếch đại

lấy mẫu

Điện áp

đa hàiDao động

chuẩnTạo điện áp

Từ biến áp dòng tới

V

0U

tụ có bộ lọc phóng nạp ta lấy ra đợc điện áp U02 Giá trị của điện áp U02 phụthuộc vào điện áp U01, chu kỳ T của khoá ngắt mở và thời gian tx.

Để điện áp U02 có độ gợn sóng nhỏ ta cho bộ dao động đa hài làm việc

ở tần số cao hàng chục KHZ Do đó bộ lọc chỉ cần dùng những tụ điện có trị

số nhỏ cũng đủ đảm bảo điện áp U02 đạt đợc độ gợn sóng nhỏ

Trong các máy thu hình ta thờng cho bộ dao động làm việc ở tần số nhỏhơn tần số quét dòng fH Sau đó dùng xung quét dòng lấy từ biến áp dòng để

điều khiển bộ dao động đa hài nhằm đảm bảo cho bộ dao động đa hài có tần

số fH cố định (hay TH = const) Khi điện áp lới điện thay đổi (U∼) dẫn tới điện

áp sau chỉnh lu U01 thay đổi làm cho điện áp ra U02 thay đổi Sự biến đổi của

điện áp U02 đợc bộ khuếch đại so sánh khuếch đại và đa điện áp sửa sai U0

điều khiển dao động đa hài, để thay đổi thời gian mở tx của khoá ngắt mở Kếtquả là điện áp ra U02 đợc ổn định

III Sơ đồ khối bộ nguồn ổn áp xung dùng mạch dao động nghẹt:

so sánh Khuyếch đại

lấy mẫu

Điện áp

chuẩn Tạo điện áp

Bộ chỉnh l u

nghẹt

Dao động V

U~

1 chiều Khuếch đại

Từ biến áp dòng tới

C V

M V

2

U~ Bộ chỉnh l u

Tần số cao

0 U 0

U' =KU 0

có độ gợn sóng rất nhỏ mà không cần tự lọc lớn.

Để có điện áp 1 chiều U02 có độ ổn định cao ta dùng phơng pháp bộkhuếch đại so sánh có nhiệm vụ nhận điện áp mẫu Vm lấy từ điện áp ổn địnhU02 và điện áp chuẩn VC, so sánh 2 điện áp này và đa ra điện áp sửa sai U0 qua

bộ khuếch đại U'0 = K.U0 (K : hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại 1 chiều)làm thay đổi điện áp phân cực của tranzitơ dao động nghẹt làm cho tần số dao

động nghẹt thay đổi dẫn tới điện áp U02 ổn định

Mạch này đợc dùng trong máy thu hình, ngời ta thờng lấy xung quétdòng ngợc đa về kích bộ dao động nghẹt Tần số dao động nghẹt thờng nhỏhơn tần số quét dòng Khi mở máy thu hình U02 còn thấp cung cấp cho khốiquét dòng đa về kích cho bộ dao động nghẹt, làm cho tần số của bộ dao độngnghẹt tăng dần và bằng tần số quét dòng Do đó điện áp U02 tăng dẫn tới trị số

ổn định

Khi điện áp của mạng điện tăng thì U01 tăng dẫn đến U02 có khuynh ớng tăng Khi U02 thì điện áp lấy mẫu Vm tăng làm cho tầng khuếch đại sosánh đa ra điện áp sửa sai U0 Điện áp này làm giảm thời gian mở tx của bộdao động xung trong khi chu kỳ T không đổi do đó U02 đợc ổn định

h-IV Mạch ổn áp dải rộng:

Mạch ổn áp dải rộng hay bộ nguồn tự động (Auto Volt Power Supply)

là bộ nguồn ổn áp kiểu ngắt mở nhng có dải ổn định rất cao

Điện áp vào từ 90V đến 260V thì nguồn điện 1 chiều ở đầu ra bộ ổn ápU02 luôn ổn định

Nguyên lý làm việc của mạch ổn áp dải rộng cũng giống nh nguyên lýlàm việc của mạch ổn áp theo phơng pháp xung nhng nó còn có một số đặc

điểm sau:

+ Tần số dao động của bộ dao động nghẹt phải thật ổn định và bằng tần

số dao động dòng fH = 15625 HZ

Để đảm bảo yêu cầu này ta lấy xung quét dòng từ biến áp dòng đa về

đồng bộ tần số của bộ dao động nghẹt trong phạm vi rộng (chu kỳ T của bộkhuếch đại không đổi)

+ Phần tử công suất nguồn phải có khả năng làm việc đợc ở mọi trờnghợp:

- Khi điện áp khá cao mà dòng tiêu thụ nhỏ và ngợc lại

- Khi điện áp khá nhỏ mà dòng tiêu thụ lớn.

1-3 Mạch nguồn ổn áp dải rộng kiểu xung ngắt mở

I Dạng xung minh hoạ nguyên lý ổn áp bằng cách điều chỉnh độ rộng xung :

Hoàng Ngọc Kim - Lớp Điện tử Viễn thông K37 16

U

t 0

0

U

t (c)

(a)

II Nguyên lý hoạt động:

Nguồn xoay chiều đầu vào có thể biến đổi trong phạm vi từ ( 80 – 260 )

V đợc trực tiếp chỉnh lu qua mạch cầu D1 – D4 để lấy ra điện một chiều, qua

tụ hoá C1 để san bằng độ gợn sóng rồi đợc dẫn vào cuộn dây ( 1 ), ( 2 ) củabiến áp xung rồi đến của IC nằm chờ

Đồng thời lúc này có một dòng điện nạp từ ( + ) nguồn qua R2, C2 đếnchân số 2 của IC vào cực C sang cực E ra ở chân số 4 rồi qua R1 trở về âmnguồn khép kín mạch điện

Chính dòng nạp cho C2 này là dòng mở cửa để bán dẫn khoá K dẫn

điện, khoá K thông lúc này mới có dòng điện i chảy qua cuộn dây ( 1 ), ( 2 )

và gây ra sụt áp 1(+), 2(-) xung âm ở chân số 4 qua R3, C3 quay về chân số 2của IC tắt khoá K Khoá K tắt làm dòng i đang chảy trong cuộn dây ( 1 ),( 2 ) đột ngột giảm xuống = 0 nên đã sinh ra một Sđđ cảm ứng là EL

EL = L di/dt và có cực dơng dới, âm trên Điện áp nàyghép sang cuộn 3, 4 làm 3(-), 4(+) xung dơng ở chân số 4 qua R3, C3 qua R3,C3 đến chân số 2 của IC để mở thông khoá K , khoá K thông lại có dòng ichảy qua cuộn 1, 2 nh lúc đầu và quá trình cứ nh thế tiếp diễn để liên tục tạoxung hình thành mạch nghịch lu Nhờ sự liên tục thông tắt của khoá K ở trongmạch nghịch lu mà dòng điện chảy trong cuộn dây 1, 2 đang là dòng điệnmột chiều đã đổi thành các xung điện lúc có lúc không với tần số cao trên15.000 Hz nên cũng coi nh điện xoay chiều và năng lợng của nó đã ghép biến

áp sang các cuộn dây bên thứ cấp và tuỳ theo tỷ số vòng dây cuốn nhiều hay

ít mà lấy ra đợc nhiều mức điện áp cao thấp khác nhau rồi chỉnh lu lần thứ 2

bắng các diode tiếp mặt cao tần để lấy ra nhiều mức điện áp một chiều ổn

định nuôi Ti vi

Việc ổn định điện áp lấy ra đã đợc thực hiện ngay trong quá trìnhchuyển điện từ sơ cấp sang thứ cấp của biến áp xung bằng cách điều chỉnh độrộng xung của xung ngắt mở tức là thời gian thông để chuyển điện của khoá

K dài hay ngắn tuỳ theo mức nguồn điện đầu vào cụ thể nh sau:

- Khi điện đầu vào ở mức cao , hạ áp trên cuộn dây 1, 2 là cao ghépsang cuộn 5 , 6 cũng cao chỉnh lu qua diode D5 lấy ra điện áp âm lớn đa vềchân số 1 của IC để so sánh dò sai với điện áp ngỡng đợc lấy từ chiếtổ chức

áp VR đa về chân số 5 của IC Kết quả sẽ điều khiển cho khoá K thông rấtngắn, tắt rất nhanh để lợng điện chuyển sang bên thứ cấp vẫn ổn định

- Khi đầu vào ở mức thấp, hạ áp trên cuộn dây 1, 2 thấp ghép sang cuộn

5, 6 thấp chỉnh lu qua D5 dẫn đến điện áp âm thấp đến chân 1 của IC để sosánh với điện áp ngỡng Kết quả điều khiển khoá K thông thời gian kéo dàilâu với tắt nên lợng điện chuyển sang bên thứ cấp vẫn ở mức ổn định

Khi nguồn điện đã làm việc ngời ta lấy xung quét dòng có chu kỳ vàtần số ổn định đa về cỡng chế buộc khoá K phải theo đúng nhịp fH Lúc nàynguồn điện với làm việc thực sự ổn định và cho ra mức điện theo đúng thiếtkế

Toàn bộ gánh nặng, sức chịu đựng của mạch nguồn này đều đặt lên bándẫn khoóa K Do vậy bán dẫn khóa K phải chịu đợc điện áp cao, dòng điệnlớn không chết

III Ưu điểm của bộ nguồn Switching:

- Tổn hao năng lợng nhỏ

- Với một phần tử ổn áp có thể cho ra nhiều mức điện áp khác nhau(bằng cách quấn số vòng dây của cuộn thứ cấp biến áp) và điều quan trọng làcác mức điện áp ra đều đợc ổn định

- Bộ ổn áp Switching ghép biến áp có tác dụng cách ly giữa nguồn vàtải

- Tần số xung thờng là cố định nên việc lọc thành phần xoay chiềukhông mâu thuẫn với việc ổn định điện áp ở bộ nguồn ổn áp nối tiếp

Hoàng Ngọc Kim - Lớp Điện tử Viễn thông K37 18

Chơng II

Phân tích sơ đồ nguyên lý Nguồn ổn áp dải rộng trong máy thu hình

2.1 Mạch chống nhiễu và khử từ

)

Mạch chống nhiễu đợc thiết kế với mắt lọc hình Π gồm tụ C1, L, C2 TụC1 và C2 có điện áp chịu đựng rất cao và có trị số nhỏ với tần số lới 50ữ60Hz,C1 và C2 có trở kháng rất lớn ; với xung nhiễu nh đánh lửa ở cắm, sét nhẹ trên

đờng dây, nhiễ công nghiệp C1, C2 có trở kháng rất nhỏ

L đợc quấn đối xứng trên lõi Ferit có điện dung ký sinh rất thấp Trởkháng rất cao với nhiễu và trở kháng lý tởng với f=50/60H z bằng 0 Mạchkhử từ gồm một bộ điện trở nhiệt RT và cuộn dây LR Khi đóng K: RT tăng từvài Ω lên ∞ ; từ trờng LK tăng đột ngột và mất đột ngột tạo thành từ trờng xoá

2.2 Mạch thích ứng điện áp vào

Đợc thiết kế với hai đầu bộ nắn điốt D và D’ ; tụ lọc C4 và C5 dùngtiristo T2 điều khiển nắn điện theo phơng thức bình thờng hoặc bội áp Điện

áp điều khiển T2 đợc lấy trên sụt áp của T1 (hình 2.1)

Hình 2.2 – Mạch nắn lọc hai nửa chu kỳ bằng cầu diode

Khi điện áp vào ≥ 160V tiristo ngắt bộ nắn điện hoạt động nh một bộnắn lọc 2 bán nửa chu kỳ Khi AC vào ≤ 160V Tiristo đóng điểm A, B chập

Bộ nắn hoạt động nh một bộ nắn bội áp Điện áp ra = UC1+UC2=2UC2 = 2UV

Để điều khiển đợc sự đóng ngắt của tiristo, ngời ta dùng mạch sau (hình 2.2)

Hình 2.3 Mạch điện điều khiển tiristo

Hoàng Ngọc Kim - Lớp Điện tử Viễn thông K37 20

D1 D2

D4 D3

T2

B A

D

D'

G

Khi dùng AC ≥ 160V, điện áp phân cực cho T2 qua R2, R3, R4 đủ mởthông D3 dần đến T1 thông điện áp trên UCT1 nhỏ bằng 0 Do không có điện ápkích thích nên T2 mở nắn bộ lọc theo phơng thức 2 nửa chu kỳ với tụ lọc C4,C5 nốit tiếp.

Khi dùng AC ≤ 160 V, R2, R3, R4 không đủ phân cực cho D3: D3 mở T1không có điện áp do vậy UC rất lớn Do có đợc điện áp mở dẫn đến T2 thông

làm điểm A đợc coi nh nối tắt với điểm B Bộ nắn làm việc nh một bộnắn bội áp (hình 2.4)

Hình 2.3 – Mạch nắn điện theo phơng thức bội áp

2.3 Mạch dao động

Hình 2.5 Mạch tạo dao động và khuếch đại công suất

Mạch dao dộng đợc tạo bởi cuộn dây L3, T3, L4, R11, C6 L4 đóng vai trò

điện áp hồi tiếp dơng ; T3 đóng vai trò vừa dao động vừa khuếch đại côngsuất ; Tần suất dao động do L4 quyết định Xung đồng bộ từ biến áp dòng tớiL2 đồng bộ dao động ở tần số fH

Hoàng Ngọc Kim - Lớp Điện tử Viễn thông K37 22

L

+

2.4 Mạch điều chế dao động

Nguyên tắc của mạch điều chế dao động nh sau (hình 2.5)

Điện áp mẫu đợc lấy qua bộ phân áp R17, R18, R19 đa về so sánh ápchuẩn của điốt Zener trong IC1 cho ra điện áp sai qua bộ ghép quang đa vềkhống chế T4 Trở kháng T4 tăng hay giảm dẫn đến T3 đóng ít hoặc nhiều tần

số xung thay đổi

2.5 Mạch bảo vệ

Điện áp trên R14 chân E T4 là điện áp hồi tiếp âm Khi mạch làm việcquá nặng tải, dòng IC của T3 lớn nên điện áp trên R14 lớn dẫn tới UB của T4 dẫntrở kháng vào của T3 thay đổi T3 đợc bảo vệ

R14 R11

R18

2.6 Mạch điều từ xa

Hình 2.7 Mạch nhận tín hiệu điều khiển từ xa đóng mở nguồn

Khi có lệnh ON (mức cao) T7 dẫn T5 và T6 đợc mắc theo kiểu dalingtơnnên độ nhạy và dòng điện rất lớn → T7 dẫn dòng IC của T7 tạo sụt áp trên R20dẫn đến T5 và T6 thông, điện áp B = 115V đợc cấp cho công suất dòng Khi cólệnh OFF (mức thấp) T7 ngắt → T5 ngắt, công suất dòng mất B = 115V Máyngừng hoạt động ở trạng thái chờ

R21

R22

R23

105V cho Hout 105V

ON/OFF

Text

from CPU [L/H]

115V

115V R20

§iÖn ¸p 24V cÊp cho tÇng c«ng suÊt mµnh.

§iÖn ¸p 12V cÊp cho nhiÒu tÇng kh¸c nhau

Hai phÇn t¹o ®iÖn ¸p nµy liªn hÖ víi nhau qua IC vi xö lý (IC 1101 - ëch©n 32 "power")

IC Vi sö lý IC 1101

PhÇn nguån chÝnh t¹o ra c¸c møc ®iÖn ¸p PhÇn t¹o ®iÖn

¸p ®iÒu khiÓn 5V

Hình 3.1

Bình thờng chân 3 của S85 có điện áp 0V, phần nguồn chính làm việcbình thờng Khi tắt máy bằng điều khiển từ xa điện áp chân này khoảng 3Vhoặc khi có điện áp chân này lớn hơn 0V nhiều Phần nguồn chính không làmviệc, lúc đó trong đó chỉ có phần tạo nguồn 5V làm việc

Trong phần nguồn này còn có 1 phần nắn điện bội áp sử dụng TriacQ804 (Ac 03E) và mạch bảo vệ điện áp vào quá lớn sử dụng Q805 (ThyritstorCR3.CM)

Trong đó Q801 (D1391) là tranzitor công suất tạo nguồn chính Q881(C4004) là công suất tạo nguồn 5V

Phân tích từng mạch cụ thể:

Điện áp AC vào từ 110V ữ 240V qua công tắc nguồn qua 2 cuộn chặnchống xung L806, L805 rồi vào bộ nắn cầu D807 và đợc lọc bởi 2 tụ nắn nốitiếp nhau C809 và C807 (180àF/350V) Điện áp đặt trên 2 tụ này cấp nguồncho phần tạo điều khiển

C820

5VIC78L05

T881

6V

Hình 3.2

Phân tích :

Điện nguồn xoay chiều 280V qua R888, D889 qua cuộn sơ cấp biến ápT881 (đầu P1 và P2 cung cấp cho côlectơ đèn công suất đèn Q881, R882 địnhthiên tạo thiên áp ở bazơ Q881 cũng lấy từ F1 và F2 đa về bazơ qua C886 vàR884 dùng để hồi tiếp duy trì dao động) Điện áp lấy từ F1 và F3 nắn quaD882 và lọc bởi C885 dùng để ổn định điện áp ra Khi điện áp ra lớn, điện áp

âm trên tụ C885 sẽ âm nhiều làm điode Zener D883 (10,4V) thông gây choQ881 làm việc quá khoẻ ⇒ sụt áp trên R885 lớn ⇒ Q882 thông chập đất làmcắt dao động Mạch gồm D881, C884, C881 ở cực côlectơ để bảo vệ đèn nàykhi ở nửa chu kỳ đèn tắt Điện áp ra đợc lấy trên 2 đầu S1 và S2 nắn và lọc bởiD885 C888 khoảng 6V, sau đó qua R886 và IC ổn áp 78L05 thành 5V cấpcho mạch vi xử lý trong máy

ở đây D884 (17V) làm nhiệm vụ bảo vệ quá áp Khi điện áp trên tụ C888 lớn 17V

điode này sẽ bảo vệ thông chập đất làm mất dao động 2 Phần nguồn chính:

Q801 là tranzitơ công suất Điện áp nguồn qua cuộn sơ cấp P1 - P2 ấpcho côlectơ Q801 Mạch gồm D806, C815, C814, R836 là mạch bảo vệ chốngxung ngợc đặt lên côlectơ Q801 xung lấy từ cuộn F1 - B2 qua C817 và R802tạo vùng nối tiếp duy trì dao động Điện áp trên tụ C816 nắn bởi D812 lấy từcuộn F1 - F2 để ổn định mạch dao động Q806 và Q801 tạo mạch dao độngQ803 để so sánh, ổn định điện áp ra Để ổn định điện áp ra ngời ta sử dụngthay đổi điện áp ra trở về khống chế mạch dao động và thực hiện bởi D826.D826 là linh kiện tổ hợp tranzitơ quang gọi là Foto Coupler Đặc điểm của nó

là truyền tín hiệu bằng quang học đảm bảo cách ly giữa đầu vào và đầu ra

Khi có dòng qua điode quang D Điode này phát ra nhánh sóng tác

động lên bazơ của đèn quang này làm cho đèn thông có dòng vào ở côlectơ ra

ở Emitơ

Điện áp ra đa và khống chế đợc lấy từ nguồn 16V qua D823 và nguồn115V qua IC801 (chân 2) IC801 trích 1 phần điện áp 115V để so sánh với16V Điện áp biến đổi ở chân 2 IC801 không tuyến tính với sự biến đổi củadiode 16V Do đó khi điện áp ra lớn hơn chênh lệch điện áp lớn làm diodequang dẫn mạch làm cho Q thông nhiều dẫn đến mạch dao động yếu đi Đèn

Q coi nh một điện trở thay đổi mắc vào bazơ đèn Q803 xuống âm nguồn

Hình 3.3

Khi điện trở này nhỏ, mạch dao động làm việc yếu, điện áp ra thấp Khi

điện trở này lớn mạch dao động làm việc khoẻ dao động ra lớn cho nên sựthay đổi D826 cực kỳ quan trọng đối với điện áp ra Khi ta tắt máy bằng điềukhiển từ xa, chân 3 S85 có 3V làm Q802 thông điện áp chuẩn chân 2 IC801xấp xỉ 0V Dòng qua D826 cực lớn làm cho điện trở Q giảm xuống dẫn đếnmạch dao động bị khoá lại không có nguồn động lực ra D824 cấp nguồn 5V

về duy trì thông D826 Khi nguồn 16V đã mất Đè Q808 làm nhiệm vụ bảo vệkhi Q801 làm việc quá khoẻ Điện áp trên R835 lớn làm cho Q808 thông dẫn

đến bazơ Q801 bị nối đất dẫn đến mất dao động Có 3 mức điện áp đợc tạo ra

ở đây đó là 115V nắn bởi D820; 25V nắn bởi D828; 16V anứn bởi D827 Mỗiloại nguồn có mạch bảo vệ riêng cho nó Diode ổn áp D821 (khoảng 160V).Khi điện áp 115V qúa cao diode này không chập mạch làm điện áp ở chân 2IC801 không có làm D826 thông mạch dẫn đến cắt dao động nguồn Đồngthời D819 cho nguồn 24V chập đất

đa vào đèn Q802 làm cho đèn thông ⇒ cắt dao động nguồn.

Nguồn 24V qua R841 (1,5Ω) cấp nguồn cho từng công suất máy

Nguồn 16V qua R846 của IC ổn áp (IC802) tạo ra 12V Giữa chân 1 và

2 của IC802 có mắc diode Zener D831 làm cho diode này thông mất nguồn

16V Khi mất nguồn 16V làm cho D826 không thông dẫn đến mạch dao động

rất khoẻ, điện áp 115V tăng vọt làm cho D821 thông chập cắt dao động Nh

vậy khi D831 chập thì làm cho D812 cũng thông chập Còn một diode bảo vệ

nữa là D825 Khi nguồn 16V tăng nhiều thì D825 thông đèn Q802 thông dẫn

đến cắt dao động nguồn

3 Phần nắn điện bội áp khi dùng điện AC 110V:

Phần tử tạo nắn bội áp ở đây sử dụng Q804 (Ac03E) Q804 là khoá 2chiều có điều khiển Khi có chênh lệch điện áp giữa T1 và G đèn này sẽ thông

hai chiều lúc đó ta có mạch bội áp sau:

điểm B có điện áp xấp xỉ 0V làm cho D803 không thông Không có dòng qua

R899 không có chênh lệch điện áp giữa T1 và G của Q804 làm cho đèn Q804

Khi dòng AC 110V điện áp trên tụ C804 nhỏ hơn 16V dẫn đến điện áp

điểm A nhỏ hơn 16V diode D802 hở mạch Đèn Q809 không thông, điện áp

điểm B lớn D803 thông Ω đèn Q807 thông, điện áp côlectơ Q807 xấp xỉ 0V

⇒ dòng chảy qua R899 gây chênh lệch điện áp giữa T1 và G của Q804 làmcho đèn Q804 thông 2 chiều ⇒ mạch bội áp làm việc

1.

4 Mạch bảo vệ:

Khi điện áp AC vào lớn hoặc khi có sự cố do Q804 thông ở chế độ AC220V làm cho điện áp trên tụ C807 lớn Điểm phân áp Z có điện áp lớn làmcho D805 thông ⇒ giữa G và K của Q805 có chênh lệch điện áp làm chothyristo này thông Lúc này Q805 là một diode thông thờng, diode này cùngvới D1 vàD4 của cầu 807 làm đờng điện AC vào bị chập mậch, điện trở R803,R812 và cầu chì F801 bị đứt ⇒ cắt mạch điện vào

thay đổi từ 110V ữ 240V Trong đó ngời ta sử dụng sẽ so sánh giữa điện áp ravới điện áp chuẩn để khống chế biên độ điện áp dao động tạo ổn áp.

Chức năng nhiệm vụ một số linh kiện:

Điện trở R617, R602 làm nhiệm vụ định thiên cho đèn công suất Q1.IC601 đóng vai trò khoá K

R615 điện thiên cho đèn Q3

R609 làm nhiệm vụ hồi tiếp âm, ổn định sự làm việc của toàn mạch

IC 602 tạo điện áp chuẩn để so sánh với điện áp lấy mẫu

R601 đóng vai trò nh một cầu chì khi điện áp đầu vào tăng quá cao.R614, R616: mạch phân áp lấy ra 1 phần điện áp 115V để so sánh với

Đèn Q3 làm nhiệm vụ ổn áp khi dòng qua đèn Q1 thay đổi

Mạch IC602, IC603, Q601 làm nhiệm vụ so áp ổn định điện áp ra

2 Nguyên lý hoạt động:

Điện áp 1 chiều sau chỉnh lu đa vào cọc 2, 3, 4, 5 của biến áp T601 sau

đó đa vào chân 1 của IC 601 Q1 sẽ đóng mở và tạo trên cuộn sơ cấp 1 điện

áp xoay chiều có tần số bằng tần số quét dòng Điện áp này đợc ghép sangcuộn thứ cấp sau khi chỉnh lu lần 2 cung cấp cho các phần của máy

Điện áp +115V qua cầu chì PS801 cấp nguồn nuôi cho tầng công suấtquét dòng Q802 và tầng kích dòng Q801 Điện áp +115V qua R814 và R815cung cấp nguồn nuôi (chân 25 IC301) cho mạch dao động mành

Điện áp +115V còn qua R014 ổn áp thành 33V nhờ IC004 để tạo điện

áp dò bắt tín hiệu (Varicapve) cho kênh

ở đầu ra 115V có lắp 1 diode Avalanche D668 dùng để bảo vệ khinguồn 115V bị tăng cao

Khi nguồn 115V bị tăng cao do mạch nguồn bị hỏng chẳng hạn diodenày sẽ thông chập cắt nguồn vào các mạch Nguồn +15V cấp cho chân 1

IC251 cung cấp nguồn nuôi cho IC công suất tiếngvà qua IC005 để thành 5Vcung cấp cho mạch IC vi xử lý.

IC ổn áp IC005 có 1 đầu vào (chân 1 và 2) đầu ra (chân 4 và 5) đều có

điện áp xấp xỉ 5V Còn điện áp 5V ở chân 4 IC005 cung cấp nguồn cho riêngmạch Reset (chân 27 vi xử lý)

3 Nguyên lý ổn áp:

IC602 là một loại IC ổn áp Khi đầu vào chân 1 thay đổi trên dới 115Vthì đầu ra chân 1 luôn ổn định ở một mức điện nào đấy

Bộ phân áp R914, R616 trích 1 phần điện áp 115V để so sánh với điện

áp chuẩn của IC602

Khi điện áp +115V thay đổi do tải thay đổi sẽ làm điện áp trên R616(chân 1 của IC603) thay đổi trong khi đó chân 2 IC602 có mức điện áp cố

định làm cho dòng qua diode quang (chân 1 và chân 2 IC603) thay đổi làmcho dòng đèn quang (chân 4, chân 5) thay đổi ⇒ thiên áp đèn Q603 thay đổi,dòng IC603 thay đổi ⇒ thiên áp đèn Q601 thay đổi làm cho điện trở giữachân 9 và chân 8 của IC601 thay đổi, làm thay đổi thời gian đóng mở củakhoá K trong IC601 do đó điện áp ra đợc ổn định

3.3 nguồn cung cấp của máy jvc - c140 me

Nguồn cung cấp của máy JVC-C140 ME là nguồn ổn áp dải rộng kiểuxung ngắt mở có cách ly giữa nguồn và tải

+ Nguồn điện áp 1 chiều ổn áp đợc lấy trực tiếp từ biến áp xung nguồnqua chỉnh lu và lọc lấy ra các mức điện áp khác nhau: +115V; 15,3V ; ±30V

+ Nguồn một chiều lấy từ bộ biến áp dòng

+ Điện áp vào xoay chiều cho phép biến đổi từ 90 ữ 260V, nguồn này qua cầu chì để cắt điện khi mạch bị chập Tụ C901, C902 và cuộn LE901 có nhiệm vụ khử nhiễu của đ- ờng dây tải điện không làm ảnh hởng tới máy thu hình.

+ Mạch khử từ d là mạch tạo ra xung dòng điện bích thiên từ vài mA vài Ampe với biên độ lớn, trong một thời gian ngắn để tạo ra từ trờng mạnhkhử hết từ d còn đọng lại trên các đai sắt xung quanh đèn hình

-Hoàng Ngọc Kim - Lớp Điện tử Viễn thông K37 32

EV

E~

l uKhối chỉnh